Završna faza mitoze je. mitoza - faze mitoze

Postoje četiri faze mitoze: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. IN profaza jasno vidljivo centriola- formacije koje se nalaze u ćelijskom centru i igraju ulogu u diobi kćeri hromozoma životinja. (Zapamtite da viših biljaka U ćelijskom centru nema centriola koji organiziraju diobu hromozoma). Mitozu ćemo pogledati koristeći primjer životinjska ćelija, budući da prisustvo centriola čini proces podjele hromozoma vizualnijim. Centriole se dijele i kreću na različite polove ćelije. Mikrotubule se protežu od centriola, formirajući filamente vretena, koje reguliraju divergenciju hromozoma do polova ćelije koja se dijeli.
Na kraju profaze dolazi do raspada nuklearne membrane, nukleolus postepeno nestaje, kromosomi se spirale i kao rezultat toga skraćuju i zgušnjavaju, a već se mogu promatrati pod svjetlosnim mikroskopom. Oni su još bolje vidljivi u sledećoj fazi mitoze - metafaza.
U metafazi, hromozomi se nalaze u ekvatorijalnoj ravni ćelije. Jasno je vidljivo da svaki hromozom, koji se sastoji od dvije hromatide, ima suženje - centromere. Hromozomi su vezani za filament vretena svojim centromerama. Nakon podjele centromera, svaka hromatida postaje nezavisni kćer hromozom.
Zatim dolazi sledeća faza mitoze - anafaza, tokom kojeg kćerki hromozomi (hromatide jednog hromozoma) divergiraju na različite polove ćelije.
Sljedeća faza diobe ćelije je telofaza. Počinje nakon što hromozomi kćeri, koji se sastoje od jedne hromatide, dođu do polova ćelije. U ovoj fazi, hromozomi ponovo despiriraju i poprimaju isti izgled kakav su imali prije početka diobe ćelije u interfazi (duge tanke niti). Oko njih se pojavljuje nuklearni omotač, a u jezgri se formira nukleolus u kojem se sintetiziraju ribosomi. Tokom procesa citoplazmatske podjele, sve organele (mitohondrije, Golgijev kompleks, ribozomi, itd.) su manje-više ravnomjerno raspoređene između ćelija kćeri.
Tako se kao rezultat mitoze jedna stanica pretvara u dvije, od kojih svaka ima karakterističan broj i oblik kromosoma za datu vrstu organizma, a samim tim i konstantnu količinu DNK.
Cijeli proces mitoze traje u prosjeku 1-2 sata, a njegovo trajanje neznatno varira za različite vrstećelije. Zavisi i od uslova okoline (temperatura, svjetlosni uslovi i drugi pokazatelji).
Biološki značaj mitoze je u tome što osigurava konstantnost broja hromozoma u svim ćelijama tela. Sve somatske ćelije nastaju kao rezultat mitotičke diobe, koja osigurava rast organizma. Tokom procesa mitoze, supstance hromozoma matične ćelije se striktno ravnomerno raspoređuju između dve ćelije kćeri koje iz nje proizlaze. Kao rezultat mitoze, sve ćelije u tijelu primaju iste genetske informacije.

Među svim zanimljivim i dovoljno teške teme U biologiji vrijedi istaknuti dva procesa diobe stanica u tijelu - mejoza i mitoza. U početku se može činiti da su ti procesi isti, jer u oba slučaja dolazi do diobe ćelije, ali zapravo postoji razlika između njih velika razlika. Prije svega, morate razumjeti mitozu. Šta je to proces, šta je međufaza mitoze i kakvu ulogu oni igraju ljudsko tijelo? O tome će se detaljnije govoriti u ovom članku.

Složen biološki proces koji je praćen diobom stanica i raspodjelom kromosoma između ovih stanica - sve se to može reći o mitozi. Zahvaljujući njemu, hromozomi koji sadrže DNK ravnomjerno su raspoređeni između ćelija kćeri tijela.

Postoje 4 glavne faze u procesu mitoze. Svi su međusobno povezani, jer faze glatko prelaze iz jedne u drugu. Prevalencija mitoze u prirodi posljedica je činjenice da je ona uključena u proces diobe svih stanica, uključujući mišiće, živce i tako dalje.

Ukratko o interfazi

Prije ulaska u stanje mitoze, stanica koja se dijeli prelazi u interfazu, odnosno raste. Trajanje interfaze može zauzeti više od 90% ukupnog vremena aktivnosti ćelije u normalnom režimu.

Interfaza je podijeljena u 3 glavna perioda:

• faza G1;
• S-faza;
• faza G2.

Svi se odvijaju u određenom nizu. Pogledajmo svaku od ovih faza posebno.

Interfaza - glavne komponente (formula)

Faza G1

Ovaj period karakteriše priprema ćelije za deobu. Povećava se u volumenu za dalju fazu sinteze DNK.

S-faza

Ovo je sljedeća faza u interfaznom procesu, tokom kojeg se tjelesne ćelije dijele. U pravilu se sinteza većine ćelija odvija u kratkom vremenskom periodu. Nakon diobe, ćelije se ne povećavaju u veličini, već počinje posljednja faza.

Faza G2

Završna faza interfaze, tokom koje ćelije nastavljaju sintetizirati proteine ​​dok se povećavaju u veličini. Tokom ovog perioda u ćeliji su još uvijek jezgre. Također, u posljednjem dijelu interfaze dolazi do umnožavanja hromozoma, a površina jezgra u ovom trenutku je prekrivena posebnom ljuskom koja ima zaštitnu funkciju.

Napomenu! Na kraju treće faze dolazi do mitoze. Također uključuje nekoliko faza, nakon kojih dolazi do diobe stanica (ovaj proces u medicini se naziva citokineza).

Faze mitoze

Kao što je ranije navedeno, mitoza je podijeljena u 4 faze, ali ponekad može biti i više. Ispod su glavni.

Table. Opis glavnih faza mitoze.

Bitan! Trajanje kompletnog procesa mitoze, u pravilu, nije duže od 1,5-2 sata. Trajanje može varirati ovisno o vrsti ćelije koja se dijeli. Na trajanje procesa takođe utiče vanjski faktori, kao što su svjetlosni način rada, temperatura i tako dalje.

Koju biološku ulogu igra mitoza?

Pokušajmo sada razumjeti karakteristike mitoze i njenu važnost u biološkom ciklusu. Kao prvo, osigurava mnoge vitalne procese u tijelu, uključujući i embrionalni razvoj.

Mitoza je takođe odgovorna za popravku tkiva i unutrašnje organe telo posle razne vrste oštećenja, što rezultira regeneracijom. U procesu funkcioniranja stanice postupno umiru, ali se uz pomoć mitoze stalno održava strukturni integritet tkiva.

Mitoza osigurava očuvanje određenog broja hromozoma (odgovara broju hromozoma u matičnoj ćeliji).

Video - Karakteristike i vrste mitoze

• 1) U profazi se povećava volumen jezgra, a zbog spiralizacije hromatina nastaju hromozomi. Do kraja profaze jasno je da se svaki hromozom sastoji od dvije hromatide. Nukleoli i nuklearna membrana se postepeno rastvaraju, a hromozomi se pojavljuju nasumično locirani u citoplazmi ćelije. U citoplazmi ćelije nalazi se malo zrnasto tijelo koje se zove centriol. Na početku profaze, centriol se dijeli i kćeri centriola se kreću na suprotne krajeve ćelije. Iz svakog centriola protežu se tanke niti u obliku zraka, formirajući zvijezdu; između centriola nastaje vreteno koje se sastoji od niza protoplazmatskih niti zvanih vretenasti filamenti. Ove niti su izgrađene od proteina koji je po svojim svojstvima sličan kontraktilnim proteinima mišićnih vlakana. Oni su raspoređeni u obliku dva čunjeva, presavijena od osnove do osnove, tako da je vreteno na krajevima, odnosno polovima, usko u blizini centriola, a široko u centru, ili na ekvatoru. Navoji vretena se protežu od ekvatora do polova; sastoje se od gušće protoplazme jezgra. Vreteno je specifične strukture: pomoću mikromanipulatora možete umetnuti tanku iglu u ćeliju i njome pomicati vreteno. Vretena izolirana iz ćelija koje se dijele sadrže proteine, uglavnom jednu vrstu proteina, ali i malu količinu RNK. Kako se centriole razdvajaju i formira vreteno, hromozomi u jezgri se skupljaju, postajući kraći i deblji. Ako ranije možda nije bilo vidljivo da se sastoje od dva elementa, sada je to jasno uočljivo.
• 2) Prometafaza počinje brzim raspadanjem nuklearne membrane na male fragmente, koji se ne razlikuju od fragmenata endoplazmatskog retikuluma. U prometafazi, posebne strukture koje se nazivaju kinetohori formiraju se u hromozomima sa svake strane centromere. Vežu se za posebnu grupu mikrotubula zvanih kinetohorni filamenti ili kinetohorne mikrotubule. Ovi se lanci protežu s obje strane svakog hromozoma, kreću se u suprotnim smjerovima i stupaju u interakciju s nitima bipolarnog vretena. U isto vrijeme, hromozomi počinju intenzivno da se kreću.
• 3) Metafaza. Hromatide su pričvršćene za fibrile vretena kinetohorima. Jednom spojene na oba centrosoma, hromatide se kreću prema ekvatoru vretena sve dok se njihove centromere ne poravnaju duž ekvatora vretena okomito na njegovu osu. Ovo omogućava kromatidama da se neometano kreću do svojih polova. Raspored hromozoma karakterističan za metafazu veoma je važan za segregaciju hromozoma, tj. divergenciju sestrinske hromatide. Ako pojedinačni hromozom "okleva" u svom kretanju prema ekvatoru vretena, početak anafaze obično se odgađa. Metafaza se završava odvajanjem sestrinskih hromatida.
• 4) Anafaza obično traje samo nekoliko minuta. Anafaza počinje iznenadnim cijepanjem svakog hromozoma, što je uzrokovano odvajanjem sestrinskih hromatida na mjestu njihovog spajanja na centromeri.

Ovo cijepanje koje razdvaja kinetohore je nezavisno od drugih mitotičkih događaja i događa se čak i na hromozomima koji nisu vezani za mitotičko vreteno. Omogućava polarnim silama vretena koje djeluju na metafaznu ploču da počnu pomicati svaku hromatidu prema odgovarajućim polovima vretena brzinom od oko 1 µm/min. Da nije bilo niti vretena, tada bi se hromozomi razdvojili u svim smjerovima, ali zahvaljujući prisutnosti ovih niti, jedan kompletan set ćerki hromozoma se sklapa na jednom polu, a drugi na drugom. Tokom kretanja prema polovima, hromozomi obično poprimaju V-oblik, sa vrhom okrenutim prema polu. Centromera se nalazi na vrhu, a sila koja uzrokuje pomicanje hromozoma prema polu primjenjuje se na centromeru. Hromozomi koji su izgubili svoju centromeru tokom mitoze se uopšte ne pomeraju.

5) Telofaza počinje nakon što hromozomi kćeri, koji se sastoje od jedne hromatide, dođu do polova ćelije. U ovoj fazi, hromozomi ponovo despiriraju i poprimaju isti izgled kakav su imali prije početka diobe ćelije u interfazi (duge tanke niti). Oko njih se pojavljuje nuklearni omotač, a u jezgri se formira nukleolus u kojem se sintetiziraju ribosomi. Tokom podjele citoplazme, sve organele se više ili manje ravnomjerno raspoređuju između ćelija kćeri. Time se završava nuklearna podjela, koja se naziva i kariokineza; Tada dolazi do diobe ćelije, odnosno citokineze.

Tabela 2. Faze mitoze

U većini slučajeva, cijeli proces mitoze traje od 1 do 2 sata.. Kod biljaka do diobe dolazi stvaranjem takozvane ćelijske ploče koja odvaja citoplazmu; nastaje u ekvatorijalnom području vretena, a zatim raste u svim smjerovima, dostižući ćelijski zid. Materijal stanične ploče proizvodi endoplazmatski retikulum. Svaka od ćelija kćeri tada formira citoplazmatsku membranu sa svoje strane ćelijske ploče, a na kraju se formiraju celulozni ćelijski zidovi sa obe strane ploče.

Učestalost mitoza u različitim tkivima i kod različitih vrsta dramatično varira. Na primjer, crvenom bojom koštana srž Kod ljudi, gdje se svake sekunde formira 10.000.000 crvenih krvnih zrnaca, svake sekunde bi se trebalo dogoditi 10.000.000 mitoza.

Jedan od najvažniji procesi u individualnom razvoju živog organizma je mitoza. U ovom članku ćemo ukratko i jasno pokušati objasniti koji se procesi dešavaju tijekom diobe stanica, o čemu ćemo govoriti biološki značaj mitoza

Definicija pojma

Iz udžbenika za 10. razred biologije znamo da je mitoza dioba ćelije, uslijed koje se od jedne matične stanice formiraju dvije kćerke ćelije sa istim skupom hromozoma.

U prijevodu sa starogrčkog, izraz "mitoza" znači "nit". To je kao veza između starih i novih ćelija u kojoj je sačuvan genetski kod.

Proces diobe u cjelini počinje od jezgra i završava se u citoplazmi. Naziva se mitotičkim ciklusom, koji se sastoji od faze mitoze i interfaze. Kao rezultat diobe diploidne somatske ćelije nastaju dvije kćeri ćelije. Zahvaljujući ovom procesu povećava se broj ćelija tkiva.

Faze mitoze

Na osnovu morfoloških karakteristika, proces podjele se dijeli na sljedeće faze:

• Profaza ;

U ovoj fazi jezgro se zbija, unutar njega se kondenzira kromatin, koji se uvija u spiralu, a hromozomi su vidljivi pod mikroskopom.

TOP 4 člankakoji čitaju uz ovo

Pod uticajem enzima, jezgra i njihove ljuske se rastvaraju; hromozomi se tokom ovog perioda nasumično nalaze u citoplazmi. Kasnije se centriole odvajaju na polove i formira se vreteno diobe stanica, čije su niti pričvršćene za polove i hromozome.

Ovu fazu karakterizira udvostručenje DNK, ali parovi hromozoma se i dalje drže jedan za drugog.

Prije faze profaze biljna ćelija Postoji pripremna faza - predprofaza. U ovoj fazi može se razumjeti šta priprema ćelije za mitozu. Karakterizira ga formiranje preprofaznog prstena, fragmosoma i nukleacija mikrotubula oko jezgra.

• Prometafaza ;

U ovoj fazi, hromozomi počinju da se kreću i kreću prema najbližem polu.

U mnogima udžbenici preprofaza i prometofaza se nazivaju profazni stadijum.

• Metafaza ;

On početna faza Kromosomi se nalaze u ekvatorijalnom dijelu vretena, tako da pritisak polova na njih djeluje ravnomjerno. Tokom ove faze, broj mikrotubula vretena stalno raste i obnavlja se.

Kromosomi su raspoređeni u parovima u spiralu duž ekvatora vretena po strogom redoslijedu. Kromatide se postupno odvajaju, ali se i dalje drže niti vretena.

• Anafaza ;

U ovoj fazi, hromatide se izdužuju i postepeno se kreću prema polovima kako se filamenti vretena skupljaju. Nastaju hromozomi kćeri.

Ovo je vremenski najkraća faza. Sestrinske hromatide se iznenada odvajaju i kreću na različite polove.

• Telofaza ;

To je posljednja faza diobe kada se hromozomi produžuju i u blizini svakog pola se formira nova nuklearna ovojnica. Navoji koji su činili vreteno su potpuno uništeni. U ovoj fazi, citoplazma se dijeli.

Završetak posljednja faza poklapa se s diobom matične stanice, što se naziva citokineza. Prolazak ovog procesa određuje koliko će se ćelija formirati tokom diobe; može ih biti dvije ili više.

Rice. 1. Faze mitoze

Značenje mitoze

Biološki značaj procesa ćelijske diobe je neosporan.

• Zahvaljujući njemu moguće je održavati konstantan skup hromozoma.
• Reprodukcija identične ćelije moguća je samo mitozom. Na taj način ćelije kože, crijevni epitel, crvena krvna zrnca, životni ciklusšto je samo 4 mjeseca.
• Kopiranje, a time i očuvanje genetskih informacija.
• Osiguravanje razvoja i rasta stanica, zbog čega se iz jednostanične zigote formira višećelijski organizam.
• Uz pomoć takve podjele moguća je regeneracija dijelova tijela kod nekih živih organizama. Na primjer, zraci morske zvijezde se obnavljaju.

Rice. 2. Regeneracija morske zvijezde

• Sigurnost aseksualna reprodukcija. Na primjer, pupanje hidre, kao i vegetativno razmnožavanje biljaka.

Rice. 3. Hydra pupanje

Šta smo naučili?

Podjela ćelije naziva se mitoza. Zahvaljujući njemu, genetske informacije ćelije se kopiraju i pohranjuju. Proces se odvija u nekoliko faza: pripremna faza, profaza, metafaza, anafaza, telofaza. Kao rezultat, formiraju se dvije kćeri ćelije koje su potpuno slične izvornoj matičnoj ćeliji. U prirodi je značaj mitoze veliki, jer zahvaljujući njoj dolazi do razvoja i rasta jednoćelijskih i višećelijskih organizama, regeneracija nekih dijelova tijela, aseksualna reprodukcija.

Testirajte na temu

Evaluacija izvještaja

Prosječna ocjena: 4.6. Ukupno primljenih ocjena: 353.

Redoslijed faza mitotičkog ciklusa predstavljen je na Sl. 4.

Rice. 4. Faze mitoze

Profaza. U profazi, jezgro se povećava, a hromozomski niti, koji su u ovom trenutku već spiralizirani, postaju jasno vidljivi.

Svaki hromozom, nakon reduplikacije u interfazi, sastoji se od dvije sestrinske hromatide povezane jednom centromerom. Na kraju profaze, nuklearni omotač i jezgre obično nestaju. Ponekad nukleolus nestane u sljedećoj fazi mitoze. Na pripremama uvijek možete pronaći ranu i kasnu profazu i uporediti ih međusobno. Promjene su jasno vidljive: nukleolus i nuklearna membrana nestaju. Kromosomske niti su jasnije vidljive u kasnoj profazi i često je moguće primijetiti da su duplicirani. U profazi dolazi i do razdvajanja centriola, koji čine dva pola ćelije.

Prometafaza počinje brzim raspadanjem nuklearne membrane na male fragmente, koji se ne razlikuju od fragmenata endoplazmatskog retikuluma (slika 5). U prometafazi, posebne strukture koje se nazivaju kinetohori formiraju se u hromozomima sa svake strane centromere. Vežu se za posebnu grupu mikrotubula zvanih kinetohorni filamenti ili kinetohorne mikrotubule. Ovi se lanci protežu s obje strane svakog hromozoma, kreću se u suprotnim smjerovima i stupaju u interakciju s nitima bipolarnog vretena. U isto vrijeme, hromozomi počinju intenzivno da se kreću.

Rice. 5. Prometafaza (izgrađena je figura zvijezde majke) u ćeliji bez pigmenta. Bojenje gvožđem hematoksilinom prema Heidenhainu. Prosečno uvećanje

Metafaza. Nakon što nuklearna membrana nestane, jasno je da su hromozomi dostigli maksimalnu spiralizaciju, postali su kraći i krenuli prema ekvatoru ćelije, koji se nalazi u istoj ravni. Centriole smještene na polovima ćelije dovršavaju formiranje vretena, a njegove niti se spajaju s hromozomima u području centromera. Centromeri svih hromozoma nalaze se u istoj ekvatorijalnoj ravni, a krakovi se mogu nalaziti više ili niže. Ova pozicija hromozoma je pogodna za njihovo prebrojavanje i proučavanje njihove morfologije.

Anafaza počinje kontrakcijom filamenata vretena, zbog čega se može nalaziti više ili niže. Sve je to zgodno za prebrojavanje broja kromosoma, proučavanje njihove morfologije i dijeljenje centromera. U anafazi mitoze, centromerna regija svakog od dvohromatidnih hromozoma je podijeljena, što dovodi do odvajanja sestrinskih hromatida i njihove transformacije u nezavisne hromozome (formalni omjer broja hromozoma i molekula DNK je 4n4c).

Tako dolazi do tačne distribucije genetskog materijala, a na svakom polu se pojavljuje isti broj hromozoma koji je prvobitna ćelija imala prije nego što su udvostručena.

Kretanje hromatida do polova nastaje zbog kontrakcije pratećih niti i izduženja potpornih niti mitotičkog vretena.

Telofaza. Nakon završetka hromozomske divergencije do polova matične ćelije, u telofazi se formiraju dve ćelije kćeri, od kojih svaka prima kompletan set jednohromatidnih hromozoma matične ćelije (formula 2n2c za svaku ćerku ćeliju).

U telofazi se hromozomi na svakom polu podvrgavaju despiralizaciji, tj. proces suprotan onome što se dešava u profazi. Konture hromozoma gube svoju jasnoću, mitotičko vreteno je uništeno, nuklearna membrana se obnavlja i pojavljuju se jezgre. Odvajanje ćelijskih jezgara naziva se kariokineza (slika 6).

Zatim se iz fragmoplasta formira ćelijski zid, koji cijeli sadržaj citoplazme dijeli na dva jednaka dijela. Ovaj proces se naziva citokineza. Ovako se završava mitoza.

Rice. 6. Faze mitoze u raznim biljkama

Rice. 7. Raspodjela homolognih hromozoma i gena koje oni sadrže tokom mitotičkog ciklusa u hipotetičkom organizmu (2n = 2) generacije i genetski kontinuitet života u slučaju aseksualne reprodukcije organizama.

Osnovni pojmovi i pojmovi: anafaza; kćerka ćelija; međufaza; matična (roditeljska) ćelija; metafaza; mitoza (period M); mitotski (ćelijski) ciklus; postsintetički period (G 2); predsintetski period (G 1); profaza; sestrinske hromatide; sintetički period (S); telophase; hromatida; hromatin; hromozom; centromere.